SpringBoot3.x接入Security6.x實(shí)現(xiàn)JWT認(rèn)證的完整步驟
一、引言
SpringBoot3.x的安全默認(rèn)依賴(lài)Security6.x,Security6.x于Security5.7以前的配置有了很大區(qū)別。我們將深入探討這兩個(gè)版本之間的差異,以及它們?nèi)绾斡绊懍F(xiàn)代Web應(yīng)用的安全架構(gòu)。特別是,我們將重點(diǎn)分析JWT(JSON Web Tokens)過(guò)濾器的工作原理,以及它是如何與匿名訪問(wèn)相結(jié)合,為應(yīng)用提供更加靈活的安全控制。
二、環(huán)境
- JDK 17
- SpringBoot 3.2
- Security 6.3
三、Maven依賴(lài)
<!-- Security安全 --> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId> <version>3.2.2</version> </dependency> <!-- jwt接口認(rèn)證 --> <dependency> <groupId>com.auth0</groupId> <artifactId>java-jwt</artifactId> <version>4.4.0</version> </dependency>
四、認(rèn)識(shí)JWT
JSON Web Token (JWT)是一個(gè)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)(RFC 7519),它定義了一種緊湊的、自包含的方式,用于作為JSON對(duì)象在各方之間安全地傳輸信息。該信息可以被驗(yàn)證和信任,因?yàn)樗菙?shù)字簽名的。
1. JWT組成
JSON Web Token由三部分組成,它們之間用圓點(diǎn)(.)連接,一個(gè)典型的JWT看起來(lái)是這個(gè)樣子的:
- 第一部分:header典型的由兩部分組成:token的類(lèi)型(“JWT”)和算法名稱(chēng)(比如:HMAC SHA256或者RSA等等),然后,用Base64對(duì)這個(gè)JSON編碼就得到JWT的第一部分。
- 第二部分:payload它包含聲明(要求),聲明是關(guān)于實(shí)體(通常是用戶(hù))和其他數(shù)據(jù)的聲明。
- 第三部分:簽名是用于驗(yàn)證消息在傳遞過(guò)程中有沒(méi)有被更改,并且對(duì)于使用私鑰簽名的token,它還可以驗(yàn)證JWT的發(fā)送方是否為它所稱(chēng)的發(fā)送方。
注意:不要在JWT的payload或header中放置敏感信息,除非它們是加密的。
{ alg: "RS256" }. { //存儲(chǔ)自定義的用戶(hù)信息,屬性可以自定擴(kuò)充 login_name: "admin", user_id: "xxxxx", ... }. [signature]
- 請(qǐng)求header應(yīng)該是這樣的:Authorization: Bearer
五、認(rèn)識(shí)Security6.x
1. 和舊版本的區(qū)別(Security5.7以前的版本)
SpringBoot3中默認(rèn)Security升級(jí)到了6.x寫(xiě)法上發(fā)生了很大的變化,最顯著的變化之一就是對(duì)WebSecurityConfigurerAdapter類(lèi)的使用方式的改變。這個(gè)類(lèi)在 Spring Security 中被廣泛用于自定義安全配置。以下是主要的差異和寫(xiě)法上的變化:
- 廢棄WebSecurityConfigurerAdapter:
在Security5.x 版本中,WebSecurityConfigurerAdapter 是實(shí)現(xiàn)安全配置的常用方法。用戶(hù)通過(guò)繼承這個(gè)類(lèi),并覆蓋其方法來(lái)自定義安全配置。到了 Spring Security 6.x,WebSecurityConfigurerAdapter 被標(biāo)記為過(guò)時(shí)(deprecated),意味著它可能在未來(lái)的版本中被移除。這一變化是為了推動(dòng)使用更現(xiàn)代的配置方法,即使用組件式配置。
- 新版本建議使用組件式配置:
在 Spring Security 6.x 中,推薦使用組件式配置。這意味著你可以創(chuàng)建一個(gè)配置類(lèi),該類(lèi)不再需要繼承 WebSecurityConfigurerAdapter。
你可以直接定義一個(gè)或多個(gè) SecurityFilterChain Bean來(lái)配置安全規(guī)則。這種方式更加靈活,并且與 Spring Framework 的整體風(fēng)格更加一致。
2. Security6.x的默認(rèn)篩選器
支持的所有篩選器在spring-security-config-6.2.1.jar包的org.springframework.security.config.annotation.web.builders.FilterOrderRegistration類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)中定義,并確定了執(zhí)行順序。
FilterOrderRegistration() { Step order = new Step(INITIAL_ORDER, ORDER_STEP); put(DisableEncodeUrlFilter.class, order.next()); put(ForceEagerSessionCreationFilter.class, order.next()); put(ChannelProcessingFilter.class, order.next()); order.next(); // gh-8105 put(WebAsyncManagerIntegrationFilter.class, order.next()); put(SecurityContextHolderFilter.class, order.next()); put(SecurityContextPersistenceFilter.class, order.next()); put(HeaderWriterFilter.class, order.next()); put(CorsFilter.class, order.next()); put(CsrfFilter.class, order.next()); put(LogoutFilter.class, order.next()); this.filterToOrder.put( "org.springframework.security.oauth2.client.web.OAuth2AuthorizationRequestRedirectFilter", order.next()); this.filterToOrder.put( "org.springframework.security.saml2.provider.service.web.Saml2WebSsoAuthenticationRequestFilter", order.next()); put(X509AuthenticationFilter.class, order.next()); put(AbstractPreAuthenticatedProcessingFilter.class, order.next()); this.filterToOrder.put("org.springframework.security.cas.web.CasAuthenticationFilter", order.next()); this.filterToOrder.put("org.springframework.security.oauth2.client.web.OAuth2LoginAuthenticationFilter", order.next()); this.filterToOrder.put( "org.springframework.security.saml2.provider.service.web.authentication.Saml2WebSsoAuthenticationFilter", order.next()); put(UsernamePasswordAuthenticationFilter.class, order.next()); order.next(); // gh-8105 put(DefaultLoginPageGeneratingFilter.class, order.next()); put(DefaultLogoutPageGeneratingFilter.class, order.next()); put(ConcurrentSessionFilter.class, order.next()); put(DigestAuthenticationFilter.class, order.next()); this.filterToOrder.put( "org.springframework.security.oauth2.server.resource.web.authentication.BearerTokenAuthenticationFilter", order.next()); put(BasicAuthenticationFilter.class, order.next()); put(RequestCacheAwareFilter.class, order.next()); put(SecurityContextHolderAwareRequestFilter.class, order.next()); put(JaasApiIntegrationFilter.class, order.next()); put(RememberMeAuthenticationFilter.class, order.next()); put(AnonymousAuthenticationFilter.class, order.next()); this.filterToOrder.put("org.springframework.security.oauth2.client.web.OAuth2AuthorizationCodeGrantFilter", order.next()); put(SessionManagementFilter.class, order.next()); put(ExceptionTranslationFilter.class, order.next()); put(FilterSecurityInterceptor.class, order.next()); put(AuthorizationFilter.class, order.next()); put(SwitchUserFilter.class, order.next()); }
3. 注冊(cè)SecurityFilterChain
private final String[] permitUrlArr = new String[]{"xxx"}; /** * 配置Spring Security安全鏈。 */ @Bean public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity httpSecurity) throws Exception { //初始化jwt過(guò)濾器,并設(shè)置jwt公鑰 var jwtTokenFilter = new JwtTokenFilter(); //Security6.x關(guān)閉默認(rèn)登錄頁(yè) httpSecurity.removeConfigurers(DefaultLoginPageConfigurer.class); logger.info("注冊(cè)JWT認(rèn)證SecurityFilterChain"); var chain = httpSecurity // 自定義權(quán)限攔截規(guī)則 .authorizeHttpRequests((requests) -> { //requests.anyRequest().permitAll(); //放行所有請(qǐng)求!!! //允許匿名訪問(wèn) requests //自定可匿名訪問(wèn)地址,放到permitAllUrl中即可 .requestMatchers(permitUrlArr).permitAll() //除上面聲明的可匿名訪問(wèn)地址,其它所有請(qǐng)求全部需要進(jìn)行認(rèn)證 .anyRequest() .authenticated(); }) // 禁用HTTP響應(yīng)標(biāo)頭 .headers(headersCustomizer -> {headersCustomizer .cacheControl(cache -> cache.disable()) .frameOptions(options -> options.sameOrigin());}) //會(huì)話(huà)設(shè)為無(wú)狀態(tài),基于token,所以不需要session .sessionManagement(session -> session .sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)) //添加自定義的JWT認(rèn)證篩選器,驗(yàn)證header中jwt有效性,將插入到UsernamePasswordAuthenticationFilter之前 .addFilterBefore(jwtTokenFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class) //禁用表單登錄 .formLogin(formLogin -> formLogin.disable()) //禁用httpBasic登錄 .httpBasic(httpBasic -> httpBasic.disable()) //禁用rememberMe .rememberMe(rememberMe -> rememberMe.disable()) // 禁用CSRF,因?yàn)椴皇褂胹ession .csrf(csrf -> csrf.disable()) //允許跨域請(qǐng)求 .cors(Customizer.withDefaults()) .build(); return chain; }
六、基于OncePerRequestFilter自定義JWT認(rèn)證篩選器
使用OncePerRequestFilter的優(yōu)點(diǎn)是,能保證一個(gè)請(qǐng)求只過(guò)一次篩選器??梢栽趂ilter中實(shí)現(xiàn)對(duì)jwt的校驗(yàn),驗(yàn)證成功后需要對(duì)Security上下文進(jìn)行標(biāo)注。標(biāo)記認(rèn)證已經(jīng)通過(guò),這點(diǎn)非常重要。如果認(rèn)證完了不標(biāo)注,后邊的過(guò)濾器還是認(rèn)為未認(rèn)證導(dǎo)致無(wú)權(quán)限失敗。
1. 標(biāo)記認(rèn)證成功
//接入Spring Security6.x上下文,標(biāo)記為已認(rèn)證狀態(tài) JwtAuthenticationToken jwtToken = new JwtAuthenticationToken(null); jwtToken.setAuthenticated(true); //標(biāo)記認(rèn)證通過(guò) SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(jwtToken);
七、遇到的問(wèn)題
1. 加入Security6后,一直出現(xiàn)登錄頁(yè)
關(guān)閉默認(rèn)登錄頁(yè)有兩個(gè)設(shè)置可以完成,可以刪除DefaultLoginPageConfigurer類(lèi)的加載,或者調(diào)用formLogin()函數(shù),具體如下:
@Bean public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity httpSecurity) throws Exception { //Security6.x關(guān)閉默認(rèn)登錄頁(yè) httpSecurity.removeConfigurers(DefaultLoginPageConfigurer.class); var chain = httpSecurity //禁用表單登錄 .formLogin(formLogin -> formLogin.disable()) .build(); return chain; }
2. 配置完匿名訪問(wèn)的URL后,仍然執(zhí)行自定的篩選器
如果出現(xiàn)配置完匿名訪問(wèn)的URL后,仍然執(zhí)行自定的篩選器,的問(wèn)題。那原因就在于這個(gè)自定義篩選器上了,
只通過(guò)requests.requestMatchers(…).permitAll(); 配置的匿名訪問(wèn)只能對(duì)默認(rèn)篩選器起效,如果想
對(duì)自定義刪除器起效,還需要構(gòu)建WebSecurityCustomizer Bean對(duì)象,基于匿名函數(shù)配置要匿名訪問(wèn)的地址。
一下是官網(wǎng)推薦的一個(gè)寫(xiě)法,這里建議把兩個(gè)位置,配置的匿名訪問(wèn)地址,使用一個(gè)公共數(shù)組進(jìn)行管理,這樣
能保證兩個(gè)位置配置的一致性。
/** 其它不需要認(rèn)證的地址 */ private final String[] permitUrlArr = new String[]{ "/login" ,"/error" //靜態(tài)資源 ,"/static/**.ico" ,"/static/**.js" ,"/static/**.css" //匹配springdoc ,"/doc.html" ,"/webjars/**" //匹配swagger路徑(默認(rèn)) , "/swagger-ui.html" , "/swagger-ui/index.html" , "/v3/api-docs/**" , "/swagger-ui/**" //監(jiān)控檢測(cè) , "/actuator/**" }; @Bean public WebSecurityCustomizer ignoringCustomize(){ return (web) -> web.ignoring() .requestMatchers(permitUrlArr); } @Bean public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity httpSecurity) throws Exception { //初始化jwt過(guò)濾器,并設(shè)置jwt公鑰 var jwtTokenFilter = new JwtTokenFilter(); //Security6.x關(guān)閉默認(rèn)登錄頁(yè) httpSecurity.removeConfigurers(DefaultLoginPageConfigurer.class); logger.info("注冊(cè)JWT認(rèn)證SecurityFilterChain"); var chain = httpSecurity // 自定義權(quán)限攔截規(guī)則 .authorizeHttpRequests((requests) -> { //允許匿名訪問(wèn) requests //自定可匿名訪問(wèn)地址,放到permitAllUrl中即可 .requestMatchers(permitUrlArr).permitAll() //除上面聲明的可匿名訪問(wèn)地址,其它所有請(qǐng)求全部需要進(jìn)行認(rèn)證 .anyRequest() .authenticated(); }).build(); return chain; }
八、完成JWT認(rèn)證的主要代碼
目前是對(duì)已有jwt的認(rèn)證,下發(fā)的jwt是基于RSA加密的內(nèi)容,需要使用公鑰進(jìn)行解密,公鑰一般配置在yml文件里。關(guān)鍵邏輯設(shè)計(jì)3部分,SecuritConfig、JwtTokenFilter、JwtUtil。
1. JwtUtil
公鑰是統(tǒng)一認(rèn)證中心下發(fā)的,目前寫(xiě)在yml中,格式如下:
jwt.keyValue: | -----BEGIN PUBLIC KEY----- xxxxxxxx -----END PUBLIC KEY-----
JwtUtil類(lèi)提供了驗(yàn)證方法,出于性能考慮使用了單例模式,驗(yàn)證器只需要實(shí)例化一次。
public class JwtUtil { private static JwtUtil instance = new JwtUtil(); private static JWTVerifier jwtVerifier; //配置文件中公鑰的key值 private static final String jwtPublicKeyConfig="jwt.keyValue"; private JwtUtil() {} /** * 基于固定配置文件的公鑰初始化JWT驗(yàn)證器 * @return */ public static JwtUtil getInstance(){ if (jwtVerifier == null){ String publicKey = SpringUtil.getConfig(jwtPublicKeyConfig); return getInstance(publicKey); } return instance; } /** * 基于自定義公鑰初始化JWT驗(yàn)證器 * @return */ public static JwtUtil getInstance(String publicKey) { if (jwtVerifier == null){ initVerifier(publicKey); } return instance; } // 靜態(tài)的初始化函數(shù) private static synchronized void initVerifier(String publicKey) { if (jwtVerifier != null) return; //替換為實(shí)際的Base64編碼的RSA公鑰字符串 String publicKeyStr = publicKey.replaceAll("\\s", "") // 去除所有空白字符,包括換行符 .replace("-----BEGINPUBLICKEY-----", "") .replace("-----ENDPUBLICKEY-----", ""); // 將Base64編碼的公鑰字符串轉(zhuǎn)換為PublicKey對(duì)象 byte[] encodedPublicKey = Base64.getDecoder().decode(publicKeyStr); X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(encodedPublicKey); KeyFactory keyFactory = null; try { keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA"); PublicKey pubKey = keyFactory.generatePublic(keySpec); // 使用公鑰創(chuàng)建一個(gè)Algorithm對(duì)象,用于驗(yàn)證token的簽名 Algorithm algorithm = Algorithm.RSA256((RSAPublicKey) pubKey, null); // 解析和驗(yàn)證token jwtVerifier = JWT.require(algorithm).build(); } catch (NoSuchAlgorithmException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (InvalidKeySpecException e) { throw new RuntimeException(e); }catch (Exception e){ throw new RuntimeException(e); } } /** * 解析和驗(yàn)證JWT token。 * * @param token JWT token字符串 * @return 解碼后的JWT對(duì)象 * @throws Exception 如果解析或驗(yàn)證失敗,拋出異常 */ public DecodedJWT verifyToken(String token) { return jwtVerifier.verify(token); } }
2. JwtTokenFilter
該類(lèi)是校驗(yàn)的主要邏輯,完成了jwt校驗(yàn)、已認(rèn)證的標(biāo)注。
public class JwtTokenFilter extends OncePerRequestFilter { private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(JwtTokenFilter.class); private JwtUtil jwtUtil; //獲取yml中的配置 public String getConfig(String configKey) { var bean = applicationContext.getBean(Environment.class); var val = bean.getProperty(configKey); return val; } public JwtTokenFilter() throws ServletException { String jwtPubliKey = getConfig("jwt.keyValue"); initTokenFilter(jwtPubliKey); } public JwtTokenFilter(String jwtPubliKey) throws ServletException { initTokenFilter(jwtPubliKey); } @Override protected void initFilterBean() throws ServletException { } @Override protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException { var pass = doTokenFilter(request,response,filterChain); if(!pass){ return; } filterChain.doFilter(request,response); } /** * 初始化Token過(guò)濾器。 * @throws ServletException 如果在初始化過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤,則拋出ServletException異常 */ public void initTokenFilter(String publicKey) throws ServletException { logger.info("初始化TokenFilter"); if(StringUtils.isBlank(publicKey)){ throw new ServletException("jwtPublicKey is null"); } logger.info("jwtPublicKey:{}",publicKey); jwtUtil = JwtUtil.getInstance(publicKey); logger.info("初始化JwtUtil完成"); } protected Boolean doTokenFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException { HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) servletRequest; HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) servletResponse; // 從請(qǐng)求頭中獲取token String token = request.getHeader("Authorization"); if(StringUtils.isBlank(token)){ logger.info("jwt token為空,{} {}",request.getMethod(),request.getRequestURI()); // 驗(yàn)證失敗,返回401狀態(tài)碼 response.sendError(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED, "Invalid token"); return false; } // 假設(shè)token是以"Bearer "開(kāi)頭的,需要去掉這個(gè)前綴 if (token.startsWith("Bearer")) { token = token.replaceAll("Bearer\s+",""); } logger.debug(request.getRequestURI()); try { // 調(diào)用JwtUtils進(jìn)行token驗(yàn)證 DecodedJWT jwtDecode = jwtUtil.verifyToken(token); //接入Spring Security6.x上下文,標(biāo)記為已認(rèn)證狀態(tài) JwtAuthenticationToken jwtToken = new JwtAuthenticationToken(null); jwtToken.setAuthenticated(true); SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(jwtToken); //將登錄信息寫(xiě)入spring security上下文 } catch (JWTVerificationException ex) { logger.info("jwt token 非法"); response.sendError(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED, "非法token:"+ex.getMessage()); return false; } catch (Exception ex) { throw ex; } logger.debug("token驗(yàn)證通過(guò)"); return true; } public static class JwtAuthenticationToken extends AbstractAuthenticationToken { private User userInfo; public JwtAuthenticationToken(User user) { super(null); this.userInfo =user; } @Override public User getPrincipal() { return userInfo; } @Override public Object getCredentials() { throw new UnsupportedOperationException(); } @Override public boolean implies(Subject subject) { return super.implies(subject); } } }
3. SecuritConfig
該類(lèi)完成了對(duì)需要匿名訪問(wèn)的地址的配置,還有自定義filter的注入。
@Configuration public class SecurityConfig { private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(SecurityConfig.class); /** 其它不需要認(rèn)證的地址 */ private final String[] permitUrlArr = new String[]{ "/login" ,"/error" //靜態(tài)資源 ,"/static/**.ico" ,"/static/**.js" ,"/static/**.css" //匹配springdoc ,"/doc.html" ,"/webjars/**" //匹配swagger路徑(默認(rèn)) , "/swagger-ui.html" , "/swagger-ui/index.html" , "/v3/api-docs/**" , "/swagger-ui/**" //監(jiān)控檢測(cè) , "/actuator/**" }; @Bean public WebSecurityCustomizer ignoringCustomize(){ return (web) -> web.ignoring() .requestMatchers(permitUrlArr); } @Bean public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity httpSecurity) throws Exception { //初始化jwt過(guò)濾器,并設(shè)置jwt公鑰 var jwtTokenFilter = new JwtTokenFilter(); //Security6.x關(guān)閉默認(rèn)登錄頁(yè) httpSecurity.removeConfigurers(DefaultLoginPageConfigurer.class); logger.info("注冊(cè)JWT認(rèn)證SecurityFilterChain"); var chain = httpSecurity // 自定義權(quán)限攔截規(guī)則 .authorizeHttpRequests((requests) -> { //requests.anyRequest().permitAll(); //放行所有請(qǐng)求!!! //允許匿名訪問(wèn) requests //自定可匿名訪問(wèn)地址,放到permitAllUrl中即可 .requestMatchers(permitUrlArr).permitAll() //除上面聲明的可匿名訪問(wèn)地址,其它所有請(qǐng)求全部需要進(jìn)行認(rèn)證 .anyRequest() .authenticated(); }) // 禁用HTTP響應(yīng)標(biāo)頭 .headers(headersCustomizer -> {headersCustomizer .cacheControl(cache -> cache.disable()) .frameOptions(options -> options.sameOrigin());}) //會(huì)話(huà)設(shè)為無(wú)狀態(tài),基于token,所以不需要session .sessionManagement(session -> session .sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)) //添加自定義的JWT認(rèn)證篩選器,驗(yàn)證header中jwt有效性,將插入到UsernamePasswordAuthenticationFilter之前 .addFilterBefore(jwtTokenFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class) //禁用表單登錄 .formLogin(formLogin -> formLogin.disable()) //禁用httpBasic登錄 .httpBasic(httpBasic -> httpBasic.disable()) //禁用rememberMe .rememberMe(rememberMe -> rememberMe.disable()) // 禁用CSRF,因?yàn)椴皇褂胹ession .csrf(csrf -> csrf.disable()) //允許跨域請(qǐng)求 .cors(Customizer.withDefaults()) .build(); return chain; } @Bean public FilterRegistrationBean disableSpringBootErrorFilter(ErrorPageFilter filter){ FilterRegistrationBean filterRegistrationBean = new FilterRegistrationBean(); filterRegistrationBean.setFilter(filter); filterRegistrationBean.setEnabled(false); return filterRegistrationBean; } }
總結(jié)
以上支持介紹了對(duì)于已有JWT統(tǒng)一認(rèn)證系統(tǒng)的接入(JWT解析和認(rèn)證),不涉及JWT生成和管理相關(guān)內(nèi)容。
目前的用戶(hù)信息是基于JWT動(dòng)態(tài)解析的,所以暫時(shí)沒(méi)有基于AbstractAuthenticationToken在Security上下文中存放用戶(hù)信息,JwtAuthenticationToken已經(jīng)支持自定義用戶(hù)信息的存儲(chǔ),只需要按需傳入即可?;赟ecurity上下文獲取用戶(hù)信息使用SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication().getPrincipal();方法。
到此這篇關(guān)于SpringBoot3.x接入Security6.x實(shí)現(xiàn)JWT認(rèn)證的文章就介紹到這了,更多相關(guān)SpringBoot3接入Security6.x實(shí)現(xiàn)JWT認(rèn)證內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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